血細胞分析儀的發(fā)展近況

1、血細胞分析儀的發(fā)展近況    作者： 中國醫(yī)學科學院中國協(xié)和醫(yī)科大學北京協(xié)和醫(yī)院檢驗科 張時民 血細胞分析儀的發(fā)展已有50年歷史了，國內(nèi)醫(yī)院應用血細胞分析儀的情況也越來越普及。近年來由于綜合性高科技的飛速發(fā)展，血細胞分析儀上也不斷采用了最新的電子、光學、化學和計算機技術，從      作者：中國醫(yī)學科學院中國協(xié)和醫(yī)科大學北京協(xié)和醫(yī)院檢驗科張時民   血細胞分析儀的發(fā)展已有50年歷史了，國內(nèi)醫(yī)院應用血細胞分析儀的情況也越來越普及。近年來由于綜合性高科技的飛速發(fā)展，血細胞分析儀上也不斷采用了最新的電

2、子、光學、化學和計算機技術，從而不斷滿足臨床工作對血液細胞分析的要求。提供更加方便適用、更多功能和參數(shù)、更加準確、更快速度的血細胞分析儀，已經(jīng)是各血細胞分析儀生產(chǎn)廠商的目標。一 血細胞分析儀近年來的發(fā)展變化1. 血常規(guī)檢驗多參數(shù)化近年來許多血細胞分析儀器都在增加新的參數(shù)以滿足臨床在診斷和鑒別診斷方面的需求。最初的血細胞計數(shù)儀(Cell Counter)僅僅能夠計數(shù)紅細胞(RBC)和白細胞(WBC)，后來又有了血紅蛋白(HBG)、血小板(PLT)、紅細胞壓積(HCT)、平均紅細胞體積(MCV)等幾個參數(shù)。而發(fā)展成為血細胞分析儀(Hematology Ana

3、lyzer)后，又增加了許多分析和計算參數(shù)。最早加入到并得到公認的參數(shù)是紅細胞體積分布寬度(RDW)，目前該參數(shù)已經(jīng)成為許多型號血細胞分析儀的標準參數(shù)，在各種貧血的診斷和治療中起著重要作用，而該參數(shù)是很難應用人工方法測定的。隨后有關平均血小板體積(MPV)、血小板體積分布寬度(PDW)、血小板壓積(PCT)、大血小板比率、白細胞三分群、白細胞五分類、血紅蛋白濃度分布寬度、異常淋巴細胞提示、幼稚細胞提示等各種參數(shù)和功能也不斷的添加到一些品牌的儀器上，目前有的儀器甚至可以提供4050種測量或計算參數(shù)。但很多的新參數(shù)目前仍不能應用于臨床，僅限定在實驗室中供研究使用。在美國凡進入臨床應用的新的實驗參數(shù)

4、，需要經(jīng)過FDA(美國食品和藥品管理局)的批準認可，其批準原則是經(jīng)過多年實驗認證，該參數(shù)應該是對臨床診斷有用的、安全的和高效率的。這個認證是非常嚴格的，而在我國目前還缺乏這樣嚴格的認證和批準體系。2. 多功能合成擴展血細胞分析儀已經(jīng)不僅僅局限在進行常規(guī)血細胞分析，近年來它增加了許多擴展的功能。例如將網(wǎng)織紅細胞(RET)的計數(shù)和分析功能加入其中，例如Bayer ADVIA 120型; Sysmex SE-9000/SE-9500/XE-2100型; Coulter MAXM/STKS/ HmX/GEN.S型;

5、0;Abbott CELL-DYN3200/3500R/4000型等。一些儀器另外增加了幼稚細胞分析和有核紅細胞分析功能，甚至對血液細胞中的某些寄生蟲進行提示，例如Sysmex SF-3000/SE-9000/SE-9500/XE-2100; Bayer ADVIA 120; Abbott CELL-DYN3500/4000; Coulter HmX/LH750/GEN.S System 2型等。更有一些儀器把流式細胞分析儀的某些功能合并到血細胞分析儀上，這樣在進行常規(guī)血細胞分析時就可

6、以得到某些淋巴細胞亞群的分析結果，例如在Coulter STKS上可以同時測定CD4和CD8，在Abbott CELL-DYN 4000上可以測定CD3、CD4、CD8和CD61，使得一機兩用。3. 檢測速度的提高許多儀器由于增加了自動進樣系統(tǒng)，測定速度加快，一般可以達到每小時80100個樣品，在不包含網(wǎng)織細胞檢測的情況下，Coulter GEN.S System 2型每小時測定105個標本; Bayer ADVIA 120每小時120個標本; 而Sysmex KX-2100

7、可以達到每小時150個標本。這些儀器都可以在自動成批進樣的同時，隨時插入急診檢驗的標本。4. 方法的改進和進展為了做到更加準確的計數(shù)和分析、更多的測定和分析參數(shù)，血細胞測定和分析的方法已經(jīng)不局限于某一種單一的方法，如傳統(tǒng)的電阻抗法或后來應用的激光散射法，還加了多項技術的相互聯(lián)合應用。例如在白細胞分類上，各廠家分別采用了不同的方法，Coutler采用了VCS技術，即體積測量、射頻高頻傳導性和激光散射技術; Sysmex則采用了直流電阻抗(DC)與射頻(RF)和特殊細胞染色技術; Bayer公司的ADVIA120則采用激光散射和細胞化學(過氧化酶和嗜堿細胞染色)技術;

8、 而Abbott是采用多角度偏振光散射(MAPSS)技術對白細胞進行分析。除了在白細胞分類上采用多種處理方法外，在紅細胞和血小板分析上也采用了光學和電阻法結合的處理方法，以期得到更正確的結果; 對紅細胞體積進行三維空間分析(3D)，體積大小和色素含量的分析; 對血紅蛋白測定不僅使用比色法，同時還使用激光散射法進行單個紅細胞血紅蛋白量的分析，以盡量減少高WBC、乳糜血、高膽紅素等對HBG比色的影響。由于方法的改進，這些儀器已經(jīng)不僅僅采用23種試劑來完成測定工作，常常是6種以上的試劑聯(lián)合使用，才能夠適應方法的要求，例如Bayer ADVIA120型需要多達1

9、1種試劑，而這些試劑由于技術含量較高，專用性強，各廠家產(chǎn)品之間不能混用，生產(chǎn)技術要求高，因此國內(nèi)還沒有替代產(chǎn)品出現(xiàn)。5. 應用的方便性對于操作者來說，儀器最大的優(yōu)越性還應該體現(xiàn)在操作的方便性和靈活性上。許多廠家都考慮到了這一點。例如可以使用靜脈或末稍血液; 可以在標本量很大的情況下選擇全自動進樣系統(tǒng)，也可使用單獨閉蓋或開蓋取樣系統(tǒng)(閉蓋全自動進樣或單獨進樣對操作者是非常安全的操作方式); 對項目可作適當?shù)慕M合，以適應臨床及患者的需求，例如操作者可以選擇CBC方式(僅含細胞計數(shù)、不分類)、CBC+DIFF方式(計數(shù)加分類)、RET方式，可將它們?nèi)我鈫芜x或組合;

10、60;條碼的應用給標本編號提供了方便，儀器通過自動掃描條碼，來鑒別標本的來源、需要檢測的項目和區(qū)分患者，最后根據(jù)條碼提供的信息將結果返回到臨床或病人檔案中，為檢驗數(shù)據(jù)的電子化提供了極大方便，也減少了編號帶來的差錯。上述的許多功能已經(jīng)在許多新型的高級五分類式血細胞分析儀中得到實現(xiàn)。二 血細胞分析儀產(chǎn)品的系列化和流水線化1. 產(chǎn)品的系列化各有實力的公司不斷開發(fā)系列化產(chǎn)品以滿足不同類型用戶的需要。例如Coulter公司的ACT系列儀器，有最簡單的ACT 8型只有8個參數(shù)到12參數(shù)，到也有18參數(shù)三分類的ACT DIFF，亦有5分類的ACT 5-DIF

11、F，甚至還有可增加動物血液分析的型號。Sysmex的多種系列化儀器如SE系列、K系列、F系列等在我國也很常見。此外Abbott、ABX、日本光電、Swelab等公司都有各種系列化儀器不斷推出，以滿足各種需求。2. 流水線化在全自動血液分析儀器的基礎上實現(xiàn)全自動流水線化，是血液分析的又一大飛躍，但這需要雄厚的資金支持。所謂流水線化即是將血液常規(guī)分析中的所有步驟和項目進行系統(tǒng)性聯(lián)合，將血液常規(guī)分析、網(wǎng)織紅細胞分析、血片的制備(選擇、涂片、編號、染色、干燥)等系列步驟通過儀器自動完成。這種流水線可以將具有不同功能的單個設備用自動傳送系統(tǒng)連接在一起，例如Sysmex的HST型小型流水線血液分

12、析儀將電腦控制終端、SE-9000血細胞分析儀、R-3000網(wǎng)織細胞分析儀、SP-100血片涂片機連結在一起，使血液標本從計數(shù)開始自動按程序運行到推片和染色結束，全部自動進行。而現(xiàn)在許多儀器已經(jīng)合并了網(wǎng)織紅細胞分析功能，因此只有電腦控制臺、血液分析儀主機、涂片染片機，如Coulter LH700系列。近年來Abbott、ABX都有類似小型血細胞分析流水線系統(tǒng)推出。流水線系統(tǒng)的優(yōu)勢在于極大地減少了人工勞動的強度，加快了標本的處理速度，同時使得許多操作更加標準化和減少了操作者之間的個體差異。例如制作血涂片的過程可以根據(jù)儀器測定的紅細胞參數(shù)和設定條件來智能化地決定該患者血涂片的制作要求，如

13、果細胞數(shù)量少，涂片機會調(diào)整制片的角度，制作較厚的血涂片，細胞數(shù)量較多則選擇制作比較薄的血涂片，這樣可以更方便閱片醫(yī)師的顯微鏡檢查工作。染色條件由于設定非常精確，因此染色效果非常一致，顏色和效果可以滿足臨床閱片的要求。流水線系統(tǒng)最為重要的部分是計算機控制系統(tǒng)，因為整個流程是在它的控制下運行的，而系統(tǒng)中的“規(guī)則”是非常重要的一個軟件環(huán)節(jié)。所謂規(guī)則就是來自儀器和專家經(jīng)驗的綜合，這些“規(guī)則”將被存儲在計算機內(nèi)，凡不符合規(guī)則的標本將被篩選出來。例如白細胞計數(shù)高于或低于多少，直方圖或散點圖那個區(qū)域出現(xiàn)異常信號，則該標本應該被制作涂片，需要進行顯微鏡檢查; 那個標本的紅細胞或血紅蛋白低于多少、直方

14、圖或散點圖有何改變，該標本需要自動進行網(wǎng)織紅細胞分析和涂片檢查等。這些規(guī)則需要來自很多經(jīng)驗的積累和各方面專家的意見。筆者最近了解到Coulter LH系列的規(guī)則(Rule Systems)可達到85項，凡通過規(guī)則的標本可以不需要顯微鏡檢查，這樣的標本占70%以上，而未通過規(guī)則的標本占24%30%，經(jīng)過人工顯微鏡檢查，基本上無假陰性問題。筆者曾經(jīng)在日本一所著名的大學醫(yī)院參觀，該實驗室的自動化流水線大得驚人，從病人抽血取樣開始，所有病人標本都粘貼上條碼，通過條碼與醫(yī)院信息系統(tǒng)中的信息進行連接，由此可以知道該患者的基本情況和需要進行何種實驗。標本首先進入實驗室前處理設備，該設備可

15、自動對血標本進行分檢，自動離心，然后在充滿整個實驗室的連接軌道上進行傳送，血標本根據(jù)條碼上的各種信息走到相應的設備上自動取樣和測定。實驗需要血清標本的，系統(tǒng)可將標本進行離心，然后自動分配血清標本到專用試管內(nèi)并加上條碼標簽。例如抗凝血標本進入血液分析子流水線進行常規(guī)血液學實驗; 血清標本則進入血液化學分析設備進行血糖、肝腎功能實驗; 進入免疫分析儀器或激素測定儀器進行相關的實驗。在這里基本上沒有各種專業(yè)的分工，所有設備都集中在一個很大的實驗室內(nèi)進行，標本從總流水線進入各個子流水線系統(tǒng)再具體進入每個測定單元，都是在計算機系統(tǒng)控制下精確運行的。測定后的標本(包括血液、凝血、生化、

16、免疫各種實驗)自動蓋好蓋子和貼上標簽，自動進入大型冰箱內(nèi)儲存，如果需要復檢，只需要在計算機上敲入該標本編碼，則該標本會自動傳輸出來。各種儀器測定的結果經(jīng)過網(wǎng)絡傳入終端設備，由實驗室醫(yī)生核定簽發(fā)后，經(jīng)過醫(yī)院網(wǎng)絡進入醫(yī)生診室和電子病歷。整個實驗室只有20余個工作人員，而在前臺抽血或接收標本一般工作人員與在后臺簽發(fā)報告和進行形態(tài)學檢查的專業(yè)檢驗醫(yī)師，專家占很大比例，而真正在操作機器的技師則很少。實驗室前處理設備和連接軌道以及電腦控制系統(tǒng)是實現(xiàn)實驗室全自動化的關鍵，目前我國還沒有那家醫(yī)院有能力或資金支持建立這樣的全自動流水線實驗室操作系統(tǒng)。三 國產(chǎn)血細胞計數(shù)儀發(fā)展情況我國早在20世紀60年代

17、就開始進行血細胞計數(shù)儀的研制工作，1965年上海生產(chǎn)了我國的第一代血球計數(shù)儀，70年代北京也有簡單的血球計數(shù)儀生產(chǎn)，筆者保存的就有上海XF503型、北京生化儀器廠的 ZF型、南京XF-1型、濟南DXJ-1型等一些廠家早期生產(chǎn)的血球計數(shù)儀資料，從介紹和照片看都屬于僅能計數(shù)RBC和WBC的儀器。隨著改革開放的開始，國內(nèi)一些廠家與國外合作生產(chǎn)了第二代的血液細胞分析儀，其中最著名的也是應用最為廣泛的當屬ERMA PC-603和PC-604型，前者主要參數(shù)有RBC、WBC和HBG三個參數(shù)，后者增加了一個計算器，還可以得到MCV、HCT、MCH、MCHC和打印功能。以后，由于國外各種帶

18、白細胞兩分類和三分類，帶自動稀釋的儀器大量進入中國市場，大大沖擊了國產(chǎn)細胞分析儀的地位，同時也由于技術和資金的缺乏，國內(nèi)生產(chǎn)的細胞分析儀沒有得到進一步的發(fā)展，開發(fā)、研制。設計和生產(chǎn)血液分析儀的能力逐漸下降、人員流失，處于停滯狀態(tài)。近兩三年來，國內(nèi)的某些高新技術行業(yè)投資生產(chǎn)第三代，也就是具有18項參數(shù)含白細胞三分類功能的血細胞分析儀。目前見到的有TECOM公司生產(chǎn)的TEK-2000型，它采用自動稀釋技術，可使用靜脈血或末梢血、檢測速度為每小時60個標本、全中文化WINDOWS操作界面，大型液晶顯示屏，具有質(zhì)控程序和系統(tǒng)故障診斷程序，可儲存200萬個測定數(shù)據(jù)(含直方圖)，提供多種打印格式，使用方便，為國產(chǎn)化血液分析儀開了一個好頭。其他廠家也在設計和開發(fā)類似的儀器甚至五分類的儀器。期望我國的科技人員和實驗室工作人員能有更好的配合，能向家電業(yè)和電腦業(yè)一樣，與國際水準接近，生產(chǎn)出具有先進水平的、現(xiàn)代化的血液細胞分析儀器